環氧脂肪酸甲酯是一種相容性好、揮發性低、光熱穩定性好的新型環保無毒增塑劑。此外，環氧脂肪酸甲酯還可以作為表面活性劑和分散劑添加到環氧涂料和環氧樹脂中。符合可持續發展政策，在中國具有巨大的發展潛力。

圖1 豪邁化工小試微反設備

1 環氧脂肪酸甲酯的合成路線

環氧脂肪酸甲酯有兩種合成方法。一種是通過與甲醇酯的交換反應獲得環氧脂肪酸甲酯。反應類型如下：

另一種方法是通過不同的環氧化反應準備不飽和脂肪酸甲酯，常用的合成路線是：

目前，我國環氧脂肪酸甲酯的生產主要采用無溶劑濃硫酸催化氧化和傳統釜式間歇反應。反應時間長，生產不連續，自控水平低，副反應多，產品環氧值低。針對這一問題，專門開發了一種利用微通道反應器合成環氧脂肪酸甲酯的工藝。與傳統工藝相比，該方法縮短了反應時間，實現了生產的連續性和自動化，只使用過氧化氫進行環氧化，減少了廢酸廢水的排放，為環氧脂肪酸甲酯的工業生產提供了綠色工藝。

2 微通道反應器中環氧脂肪酸甲酯的合成研究

微通道反應器中環氧脂肪酸甲酯的合成是以脂肪酸甲酯為原料，以過氧化氫和甲酸為氧化劑。用平流泵將脂肪酸甲酯、70%過氧化氫和88%甲酸喂入微通道反應器，反應系統保持1MPa左右壓力。冷熱一體機設備在反應過程中能有效保持反應器內溫度恒定。對產品進一步處理后的環氧值進行分析和。

在實驗過程中，根據反應效果，及時調整反應材料的比例、溫度和停留時間，找到較佳反應條件。

圖2 在微反應器中合成環氧脂肪酸甲酯的示意圖

3 結果分析與討論

3.1 反應溫度對環氧值的影響

固定材料的反應質量比例為88%甲酸：70%過氧化氫：脂肪酸甲酯=0.04:0.5:1。反應的停留時間是80s。調果如下圖所示：

圖3 反應溫度對環氧值的影響

從圖中可以看出，隨著溫度的升高，當溫度達到80時，產品的環氧值不斷升高℃當環氧值達到較大值時，反應難以控制，產生更多副產品，降低環氧值。

3.2 甲酸劑量對環氧值的影響

固定反應溫度為80℃，停留時間為80s，與脂肪酸甲酯相比，70%的過氧化氫和材料質量為0.5:1，改變88%甲酸的用量，調查其對環氧脂肪酸甲酯的影響，如圖4所示:

圖4 甲酸劑量對環氧值的影響

從圖中可以看出，88%的甲酸脂肪酸甲酯比例為0.04:1，環氧值較高。如果甲酸過少，產生的過氧甲酸過少，產品的環氧值較小；如果甲酸過大，很容易加速環氧化合物和水的開環副作用，但環氧值會下降。

3.3 對環氧值的影響

固定反應溫度為80℃，停留時間為80s，甲酸與脂肪酸甲酯的比例為0.如圖5所示：1.改變過氧化氫的用量，調查其對環氧脂肪酸甲酯的影響：

圖5 對環氧值的影響

從圖中可以看出，70%的過氧化氫與脂肪酸甲酯的質量比為0.5:1產品的環氧值較高。當過氧化氫的比例小于0.5時，可能會導致系統過氧酸不足和環氧值過低。當過氧化氫的比例高于0.5時，可能會進一步導致環氧化物的分解，從而降低產品的環氧值。

3.4 反應停留時間對環氧值的影響

固定反應溫度為80℃，進料質量比例為88%甲酸：70%過氧化氫：脂肪酸甲酯=0.04：0.5:1。甲氧基苯甲酸合成對反應停留時間的影響如下圖所示：

圖6 停留時間對甲氧基苯甲酸合成的影響

從上圖可以看出，當反應停留時間為80s若反應時間短，產品的環氧值達到較大值， 反應不足，環氧值低； 反應時間過長， 過氧酸含量降低， 環氧化反應減少，開環副反應增加。

4 總結

本文介紹了英雄化工自主研發生產的微通道反應器合成環氧脂肪酸甲酯的生產工藝，以70%過氧化氫和88%甲酸為質量分數制備環氧脂肪酸甲酯。與傳統的釜式反應相比，反應時間大大縮短，生產效率大大提高。同時，該工藝優化了反應原料的比例，提高了反應安全性，降低了工藝成本，減少了三廢處理。提高經濟效益。